Подобное устройство достаточно высокого качества вполне воз­можно изготовить в условиях небольшой мастерской или даже в до­машних условиях. Для его изготовления достаточно знать проверен­ные на практике методики, уметь правильно выбрать материал, да еще вложить в это дело какую-то часть своего труда, души, мастерст­ва и терпения. Однако, взявшись за изготовление сварочного аппара­та, вы будете чувствовать себя гораздо увереннее, если с самого на­чала будут выяснены некоторые базовые теоретические вопросы, ка­сающиеся процессов горения электрической дуги и плавления электрода, характеристик трансформаторов, магнитопроводов и об­моточного материала, а также сопутствующих в этом деле дополни­тельных, но, тем не менее, часто очень важных устройств.

Сварочный трансформатор. Основным элементом сварочной системы является трансформа­тор. Сварочный трансформатор понижает сетевое, как правило, одно­фазное напряжение 220 В до необходимого для сварки значения - 50...80 В. Работает сварочный трансформатор в специфических усло­виях - дуговом режиме - режиме практически максимальной отда­чи мощности. Поэтому сварочные трансформаторы должны быть по­строены таким образом, чтобы могли безболезненно переносить про­текание больших токов, в бытовых конструкциях до 200 А. Сюда же следует приобщить вибрации и возможность перегрева - тоже след­ствие высокой развиваемой мощности. Силовые параметры свароч­ных трансформаторов должны сочетаться с их динамическими свой­ствами - вольт-амперная характеристика трансформатора должна соответствовать определенным требованиям, иначе использовать его в качестве источника для ручной сварки будет затруднительно, а то и невозможно вообще, либо в состав конструкции придется включать дополнительное - весьма громоздкое и неудобное оборудование. Кроме того, достоинством конструкции сварочного трансформатора часто является по возможности небольшой вес и экономия материала при изготовлении, как первое, так и второе особенно важно для само­стоятельно изготовленных образцов, применяемых для работы в под­собном хозяйстве, так как они зачастую переносятся вручную.

Конструкции типовых сварочных трансформаторов весьма разно­образны, часто в их устройство заложены нераздельные элементы, предназначенные для регулирования тока. Разнообразие самодель­ных сварочных трансформаторов еще большее, так как в их конструк­циях часто встречаются решения нестандартные, а то и уникальные вообще - приемы, не нашедшие применения в трансформаторах больше нигде. С другой стороны, самодельные конструкции транс­форматоров максимально просты: практически никогда не содержат в себе дополнительных элементов для регулирования тока, свойст­венных промышленным образцам, таких как использование части магнитопровода трансформатора с дополнительным регулируемым реактивным сопротивлением и передвигающихся обмоток. Регулиро­вание силы сварочного тока в данном случае может осуществляться путем переключения витков катушек или с помощью внешних, суще­ствующих отдельно от трансформатора специальных устройств.

Принципиально конструкция сварочного трансформатора весьма проста. Как и любой, привычный для нас трансформатор, он состоит из магнитопровода, сложенного из набора пластин трансформатор­ной стали, и первичной и вторичной обмоток, часто выполненных с отводами для регулирования или подстройки тока и напряжения. Первичная обмотка включается в сеть с напряжением 220 В. Если трансформатор рассчитан на какой-то определенный, требуемый ток, то варить можно непосредственно с выхода вторичной обмотки, без каких-либо дополнительных устройств ограничения тока (рис. 1.2). По крайней мере, большинство самодельных конструкций ориенти­рованы именно на такой - упрощенный режим использования, предназначенный для работы с наиболее распространенными трех-или четырехмиллиметровыми электродами. Но все же первичную обмотку лучше делать с отводами - это позволит регулировать в некоторых пределах сварочный ток, а при необходимости - подстро­ить трансформатор под упавшее напряжение сети, что также не явля­ется редкостью для наших условий. Более подробно о методах регу­лирования тока при сварке будет сказано далее, в соответствующем разделе этой статьи.

Основной, часто самой дефицитной при самостоятельном подбо­ре материалов частью трансформатора является магнитопровод. В большинстве случаев в самодельных конструкциях используются магнитопроводы, снятые с оборудования, которое до того не имело никакого отношения к электросварке. Этим объясняется большое разнообразие существующих в исполнении народными умельцами типов магнитопроводов сварочных трансформаторов. Сюда входят как стандартные для сварочного оборудования П-образные магнито­проводы, собранные в пакеты из прямоугольных пластин, так и не­свойственные промышленным схемам сердечники: Ш-образные, U-образные броневые магнитопроводы, тороидальные кольцевые и комбинированные магнитопроводы, состоящие из нескольких колец, в качестве магнитопровода для тороидальных трансформаторов так­же используются статоры от крупных асинхронных электродвигате­лей (рис. 1.3). Подобный разнобой в выборе материала, естественно, накладывает определенную специфику на построение и расчет само­дельных сварочных трансформаторов.

Большинство промышленных сварочных трансформаторов кон­структивно выполнены по П-образной схеме, с увеличенным рассеи­ванием магнитного поля (рис. 1.4). У обычных силовых трансформа­торов первичная и вторичная обмотка максимально сближены (рис. 1.5), что в идеале должно приводить к высокому КПД, делая их внешнюю характеристику жесткой - малопригодной для ручной сварки. Однако же на практике нет ничего идеального, существует масса самодельных сварочных трансформаторов, намо­танных по схеме силового трансформатора, как на П-, так и на не распространенном для сварочного оборудования Ш-образном магнитопроводе. При этом все они работают в ручном режиме вполне при­емлемо. Фабричные сварки тоже часто изготовлены на основе трансформатора, у которого вторичные обмотки намотаны поверх частей первичной. При этом между витками самих обмоток и между обмотками вставляются планки из непроводящего ток материала, что при­водит к образованию между ними зазоров (рис. 1.6).

Зазоры эти улуч­шают отток теплого воздуха из обмоток трансформатора, а также приводят к увеличению объема катушек, что в свою очередь несколько увеличивает магнитное рассеивание и улучшает характери­стику данного трансформатора.